热解过程中，生物质原料的结构基本印记在了生物炭中，对生物炭的物理化学性质具有决定性影响。生物质热解过程中，质量损失(大部分以挥发有机物的形式)及不相称的收缩或体积减少的发生，导致矿物及碳骨架形成，并且保留了原料的基本孔隙和结构特征。生物炭的孔一般按直径大小分为大孔(ID>50nm)、中孔(2nm<ID<50nm)和微孔(ID<2nm)。生物炭中保留的植物生物质原料的蜂窝状结构构成了其主要的大孔。微孔主要由热解过程中碳的损失及碳架的断裂收缩形成。虽然大孔可能会作为微孔的前体，但是微孔贡献了生物炭的大部分比表面积，微孔的含量与比表面积呈正相关。我们的秸秆生物质炭的生产需要秸秆资源，这就促使农民将废弃的秸秆进行收集和销售，从而增加了农民的收入。浙江玉米生物质炭技术的应用
有研究表明，裂解温度与pH值和CEC的相关系数为0.58和0.30。即随着裂解温度的升高，生物炭的pH值增加，这是因为裂解温度增加了生物炭的灰分含量；裂解温度与生物炭CEC呈正相关，这可能是由于过高的裂解温度增加了生物炭的灰分，进而增大了生物炭的CEC。另外，有研究对pH值和CEC的相关性进行了分析，结果显示pH值和CEC呈正相关，相关系数为0.26。生物炭呈碱性，能够明显提高土壤pH，改变土壤质地，增大盐基交换量，从而引起土壤CEC增加，影响植物对营养元素的吸收效果黑龙江环境修复生物质炭丰度控制生物质炭可吸持氮、磷、钾等无机养分，能够控制养分缓慢释放，避免养分的挥发和流失，提高肥料的使用效率。
废弃物生物质炭化利用过程将一大部分绿色植物光合产物碳以生物质炭的形式固定下来，与直接燃烧或还田相比，有机碳的周转时间大幅度延长，将大气二氧化碳更长时间地封存于土壤。有研究表明，生物质炭稳定性强，在土壤中至少存留几百年。其次，生物质炭化过程还回收利用了有机质中大部分的养分资源和一部分能量，既节约了能源，又减少了化学肥料施用，进而减少了化学肥料生产过程中的温室气体排放。第三，生物质炭施用后还能减少农田温室气体直接排放。对多个田间试验的数据整合分析发现，生物质炭施用后农田氧化亚氮和稻田甲烷排放分别降低13.6%和15.2%，每生产1千克谷物温室气体排放量减少3.5千克二氧化碳当量。按照2018年全国粮食产量6.58亿吨计，生物质炭施用当年全国温室气体排放可减少23亿吨二氧化碳当量。因此，生物质炭农业应用的碳中和潜力巨大。
生物质是一个的概念。所有的直接或间接利用绿色植物光合作用获得的有机质都称为生物质，包括植物、动物、微生物，以及它们所产生的废弃物，如动物粪便等。由于生物质是含碳的有机质，因此理论上所有的生物质都可以作为制备活性炭的材料。然而考虑到成本与储量，以农林废弃物为的木质纤维素是较为理想的活性炭原料。生物质原料的组分和结构对活性炭的性能有较大影响，目前椰壳、核桃壳、松子壳等果壳原料，在制备高比表面积的活性炭方面已经取得了很好的效果。但毕竟这些果壳的储量很有限。因此，我们团队一直在尝试使用来源更的生物质制备活性炭，如秸秆、木屑、污泥、废弃蔬菜等来自农业、林业以及城市的废弃物。据统计，单就秸秆而言，我国每年产生的秸秆量就超过11亿吨，因此生物质制备活性炭具有巨大的潜力。秸秆生物质炭具有较长的使用寿命，可以持续释放有益元素，起到长效改良土壤、净化环境的作用。
生物炭自从被发现之日起，就以其改良土壤、提高作物产量等众多优点引起科学家的关注。黄超等利用盆栽试验，在肥力较差土壤上施用含碳量为63.4%的小麦秸秆生物炭，施用生物炭量为10、50和200g/kg的黑麦草产量分别比对照增加了7%、27%和53%；句芒芒等施用碳质量分数为47.17%的花生壳生物炭进行盆栽试验，番茄产量高达92746kg/hm2；Luo等采用田间试验研究发现，施入碳含量为67.69%的稻秆生物炭可以增加玉米干物质量。生物炭灰分含有一定量的矿质养分，污泥、畜禽粪便生物炭比木质、秸秆和壳类生物炭含量更高，可以补充养分贫瘠土壤及沙质土壤的一些养分供应。陈心想等研究发现，施用木质生物炭显著提高了新积土有效磷、钾含量。生物炭灰分量与生物炭pH值关系密切，碱性灰分物质高的生物炭pH值较高。生物质炭含有发达的孔隙，施用于土壤，可有效降低土壤容重，改善土壤孔隙结构。湖北油菜生物质炭丰度控制
生物质炭的稳定性是决定生物质炭能否有效提升土壤碳库的直接因素。浙江玉米生物质炭技术的应用
生物质炭对土壤有机碳分解产生负激发效应的机制包括：（1）生物质炭中含有一定量的可利用有机碳成分，微生物可能会优先利用这部分碳，从而减少了对原有机碳的分解；（2）生物质炭含有一定量的有毒化合物（酚类），能抑制微生物对有机碳的分解活性；（3）生物质炭丰富的孔隙结构和比表面积对土壤有机质具有包裹和吸附作用，可能会隔离微生物及其产生的胞外酶与受保护的有机碳的接触，从而降低有机碳的分解；（4）生物质炭促进土壤有机-无机复合体的形成，从而增强土壤有机质的稳定性。而生物质炭对土壤有机碳分解产生正激发效应的原因可能是由于生物质炭的多孔性及其所含的营养元素为微生物的生长繁殖提供了有利的环境，从而增加微生物的数量和活性，促进其对土壤有机碳的矿化分解。浙江玉米生物质炭技术的应用
